Diseño teórico de un polarizador virtual con detección de múltiples escalas y biomasa

Área de la Ciencia:

• Tecnología de terahercios (THz)
• Biosensorización
• Física óptica

Sus antecedentes:

• El creciente enfoque de la sociedad en la salud humana requiere métodos avanzados de detección.
• Las tecnologías de biosensores existentes se enfrentan a limitaciones en la detección a escala múltiple y de biomasa múltiple.
• Los fenómenos de conversión y absorción de polarización ofrecen potencial para nuevos mecanismos de detección.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y demostrar un polarizador virtual (VP) para la detección de múltiples escalas y biomasa.
• Para investigar la capacidad del VP para detectar variaciones de temperatura, células cancerosas y COVID-19.
• Evaluar el rendimiento de la detección, incluida la sensibilidad, el factor de calidad, la cifra de mérito y el límite de detección.

Principales métodos:

• Utilizando una conversión de polarización perfecta coherente dentro del rango de 1,72 2,14 THz.
• Observando el desplazamiento de un punto de coincidencia perfecta (PMP) para la detección de temperatura (299 K315 K).
• Empleando un pico de absorción perfecta coherente (CPA) para la detección de células cancerosas y COVID-19 a través de cambios en el índice de refracción (RI).

Principales resultados:

• Determinación precisa de la temperatura con una sensibilidad de 0,0198 THz/K.
• Detección de células cancerosas con una sensibilidad RI de -4.45881 THz/RIU, Q=825.36, FOM=241.11 RIU−1, DL=-36.83 dB.
• La detección de COVID-19 a través de concentraciones (0525 mM) con una sensibilidad RI de -5.03467 THz/RIU, Q=760.85, FOM=244.94 RIU−1, DL=-36.89 dB.

Conclusiones:

• El VP propuesto demuestra capacidades efectivas de detección a múltiples escalas y de biomasa.
• El VP logra un excelente rendimiento de detección para la temperatura, las células cancerosas y el COVID-19.
• Esta tecnología presenta un enfoque novedoso y prometedor para aplicaciones avanzadas de biosensores.